[發明專利]一種高精度線性穩壓電路

在審

• 申請號: 202010511633.4
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111752325A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 張金勇;梅逢城;曹建民;相韶華
• 申請（專利權）人: 深圳技術大學
• 主分類號: G05F1/46
• 分類號: G05F1/46;G05F1/575
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 林儉良;馮小梅

本發明涉及一種高精度線性穩壓電路，包括：帶隙基準電路、電源紋波抑制電路以及軟啟動電路；電源紋波抑制電路的輸入端與外部輸入電源電壓連接，電源紋波抑制電路的輸出端與帶隙基準電路的輸入端連接，帶隙基準電路的輸出端輸出參考電壓，軟啟動電路分別連接外部輸入電源電壓以及帶隙基準電路；帶隙基準電路用于產生參考電壓，電源紋波抑制電路用于抑制電源紋波以使帶隙基準電路不隨外部輸入電源電壓變化，軟啟動電路將穩壓電路從零電流工作點狀態轉換為正常工作點狀態。本發明具有較寬的工作電壓范圍，溫漂抑制能力和電源紋波抑制能力好，電路復雜度低，功耗低，且占用面積小。

技術領域

本發明涉及集成電路的技術領域，更具體地說，涉及一種高精度線性穩壓電路。

背景技術

CMOS電壓基準是系統芯片中必不可少的關鍵模塊，在各類運放偏置電路、ADC、電源管理等模擬芯片中有著廣泛的應用。特別是高精度傳感電路中，精準的偏置電路對于整個系統的性能提高具有至關重要的作用。為了給整個模擬前端電路提供穩定高精度的偏置，電壓基準電路通常追求兩個重要的設計指標：溫漂抑制能力和電源紋波抑制能力。同時要兼顧波及電壓基準電路的復雜度、功耗和芯片面積。作為一個通用模塊，目前已有大量的CMOS電壓基準電路設計方案。

目前對CMOS電壓基準電路主要實現方法有：

(1)傳統的電壓基準電路：作為經典的電壓帶隙基準電路，采用三極管與電阻作為溫度補償，同時通過運算放大器作為誤差放大來控制三極管上方的MOS電流鏡，用來提升帶隙電壓基準的輸出精度。

(2)亞閾值區的電壓基準電路：工作在亞閾值區的MOS管可以工作在比較低的電源電壓和偏置電流，從而可以設計出低電壓工作的電壓基準電路，并且具有十分低的電路功耗。

(3)開關電容型帶隙基準電路：開關電容技術由于其匹配精度高、靜態功耗小的優點在模擬集成電路中應用非常廣泛。因此，通過開關電容技術設計的電壓基準電路可以同時在面積和功耗上達到一個較好的水平。

然而，前述(1)傳統的電壓基準電路能夠滿足基本的應用，適合于系統精度要求不高的場合，其溫漂抑制和電源紋波抑制能力一般。前述(2)中的電壓基準電路可以在低于1V的電源電壓條件下工作，但是由于其工作在亞閾值區的MOS管偏置電流很小，極易受晶體管漏電流、電路噪聲或其他噪聲的干擾。同時亞閾值區的MOS晶體管工作狀態極其敏感，在受干擾下容易脫離亞閾值區而使電路失效。電源電壓噪聲的抑制能力交叉。前述(3)中的電壓基準電路盡管在芯片面積和功耗方面占優勢，但共引入的開關噪聲，以及MOS開關的電荷饋通效應對基準電壓的輸出有影響，同時電源電壓紋波抑制能力也較差。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種高精度線性穩壓電路。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種高精度線性穩壓電路，包括：帶隙基準電路、電源紋波抑制電路以及軟啟動電路；

所述電源紋波抑制電路的輸入端與外部輸入電源電壓連接，所述電源紋波抑制電路的輸出端與所述帶隙基準電路的輸入端連接，所述帶隙基準電路的輸出端輸出參考電壓，所述軟啟動電路分別連接所述外部輸入電源電壓以及所述帶隙基準電路；

所述帶隙基準電路用于產生參考電壓，所述電源紋波抑制電路用于抑制電源紋波以使所述帶隙基準電路不隨所述外部輸入電源電壓變化，所述軟啟動電路將所述穩壓電路從零電流工作點狀態轉換為正常工作點狀態。

在一個實施例中，所述帶隙基準電路包括：基準電壓產生電路和電壓基準輸出電路；

所述基準電壓產生電路的輸入端與所述電源紋波抑制電路的輸出端連接，所述基準電壓產生電路的輸出端與所述電壓基準輸出電路的輸入端連接，所述電壓基準輸出電路的輸出端輸出所述參考電壓；